Wat als, in plaats van de thermostaat hoger te zetten, je zou kunnen opwarmen met hightech, flexibele patches die in uw kleding zijn genaaid, terwijl u uw elektriciteitsrekening en ecologische voetafdruk aanzienlijk verlaagt?

Ingenieurs van Rutgers en Oregon State University hebben een kosteneffectieve manier gevonden om dunne, duurzame verwarmingspleisters door intense lichtpulsen te gebruiken om kleine zilverdraadjes te smelten met polyester. Hun verwarmingsprestaties zijn bijna 70 procent hoger dan vergelijkbare patches die door andere onderzoekers zijn gemaakt, volgens een door Rutgers geleide studie in Wetenschappelijke rapporten .

Ze zijn goedkoop, kunnen worden gevoed door knoopbatterijen en kunnen warmte genereren waar het menselijk lichaam het nodig heeft, omdat ze als patches kunnen worden genaaid.

“Dit is belangrijk in de gebouwde omgeving, waar we veel energie verspillen door gebouwen te verwarmen - in plaats van selectief het menselijk lichaam te verwarmen, " zei senior auteur Rajiv Malhotra, een assistent-professor bij de afdeling Mechanische en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de Rutgers University-New Brunswick. De afdeling is in de School of Engineering.

Geschat wordt dat 47 procent van de wereldwijde energie wordt gebruikt voor binnenverwarming, en 42 procent van die energie wordt verspild om lege ruimte en objecten te verwarmen in plaats van mensen, de studienotities. Het oplossen van de wereldwijde energiecrisis - een belangrijke bijdrage aan de opwarming van de aarde - zou een sterke vermindering van de energie voor binnenverwarming vereisen.

Persoonlijk thermisch beheer, die zich richt op het verwarmen van het menselijk lichaam als dat nodig is, is een opkomende potentiële oplossing. Dergelijke pleisters kunnen op een dag ook helpen om iedereen die buitenshuis werkt of speelt te verwarmen.

De ingenieurs van Rutgers en Oregon State creëerden zeer efficiënte, flexibel, duurzame en goedkope verwarmingspleisters door gebruik te maken van "intense pulsed-light sintering" om zilveren nanodraden - duizenden keren dunner dan een mensenhaar - te fuseren tot polyestervezels, met behulp van pulsen van hoogenergetisch licht. Het proces duurt 300 miljoenste van een seconde, volgens de studie gefinancierd door de National Science Foundation en Walmart U.S. Manufacturing Innovation Fund.

In vergelijking met de huidige stand van de techniek op het gebied van thermische patches, de creatie van Rutgers en Oregon State genereert meer warmte per patchgebied en is duurzamer na buigen, wassen en blootstelling aan vochtigheid en hoge temperaturen.

Volgende stappen zijn onder meer kijken of deze methode kan worden gebruikt om andere slimme stoffen te maken, inclusief patch-gebaseerde sensoren en circuits. De ingenieurs willen ook bepalen hoeveel patches er nodig zijn en waar ze op mensen moeten worden geplaatst om ze comfortabel te houden en tegelijkertijd het energieverbruik binnenshuis te verminderen.